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乙酸的沸点118℃(比水高),为什么说还具有挥发性?

一、几个概念

挥发:一般指液体成分在没有达到沸点的情况下成为气体分子逸出液面。微观分析:同温度时的原子仍有不同的个别动能(平均动能与温度相关),当个别动能大于原子间束缚能时,便可能脱离成个别原子(气态)。

沸点:液体开始沸腾时的温度;特指液体的蒸汽压等于外部压力时的温度,因此,沸点随压力的减少而降低。

挥发性物质指的是一种容易从固体或液体转变为气体的物质,其具有高蒸汽压力和低的沸点。

二、影响蒸气压的因素与分子间作用力及温度有关

如果是纯物质的挥发性,那么挥发也就是蒸发,当空气中这种物质的蒸气的分压没有达到它的饱和蒸气压的时候,就会自发的有液态向气态转化的相变,也就是发生了蒸发现象或挥发现象。所以,某温度下,物质的饱和蒸气压越大,那么就越容易挥发,直到空气中它的分压(或者说浓度)达到了饱和蒸汽压数值,才达到平衡状态。

根据兰氏化学手册第11版的信息。在25℃的时候,饱和蒸汽压的数据如下:

乙醚:71.25kPa;

氯仿:26.32kPa;

丙酮:24.73kPa;

甲醇:16.67kPa;

四氯化碳:15.37kPa;

环己烷:13.01kPa;

乙酸乙酯:12.72kPa;

苯:12.69kPa;

乙醇:7.97kPa;

甲苯:3.82kPa;

水:3.168kPa;

乙酸:2.10kPa。

看来,从热力学的角度看,最终达到平衡时,乙酸是这12种物质中饱和蒸汽压最低的,甚至比水还要低。也就是说空气中乙酸的蒸气含量是最小的。但是我没有找到蒸发速率的数据,所以不能确定相同时间内,哪种物质挥发的更多。

所以,乙酸的相对分子质量约为60,有较强的分子间作用力,而且有分子间氢键,它的挥发性并不强。只是我们对乙酸的气味太敏感了,所以稍微有一点点乙酸出来,我们就感觉到它挥发了,造成了很容易挥发的错觉,而水是无色无味的,蒸发出来的水蒸气我们也感觉不到,所以我们以为它不容易蒸发。

而沸点是当饱和蒸汽压等于标准大气压即101.325kPa时的温度。常温时饱和蒸汽压高的,升高温度时饱和蒸汽压也更容易到达标准大气压,所以沸点就越低。这与常温时水比乙酸更容易蒸发不矛盾。

同样,因为乙酸的分子间作用力很强,还有氢键,气化时需要克服较大的分子间力做功,所以沸点会更高一些。(与强极性的水相比,相对分子质量是水的3倍多;与非极性的同样相对分子质量的丁烷相比,取向力、诱导力、氢键等额外的作用力很多。)

乙酸给人们造成容易挥发的原因是它对眼睛和呼吸道的刺激性作用,实际上属于低挥发性的液体。

(责任编辑:化学自习室)
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